? 对于本题： (H2'-H1)?(H2''-H1)?0 设通过该容器的两种状态各为1kg，则：
(H2'-H1)?(H2''-H1)?mm1cp(t2'-t1)?cp(t2''-t1)??1004?(82?40?2?21)?0 222满足热力学第一定律。
（2）由热力学第二定律要求，作为过程的结果，孤立系的总熵变必须大于或等于零。
? 该容器绝热，即需满足：
?Siso?(S2'-S1)?(S2''-S1)?0 由已知条件：
(S2'-S1)?(S2''-S1)? ?T'p'T''p''mm(cpln2-Rgln2)?(cpln2-Rgln2)2T1p12T1p113550.112330.1?(1004?ln-287ln)??(1004?ln-287ln) 22940.622940.6 ? 4 9 2 (.J1/?K0)可见此稳定流动过程同时满足热力学第一及第二定律，所以此过程可以实现。
§5－6 熵方程
在热力学第二定律的运用中，常常需要分析不同系统在不同过程中的熵的变化。下面分别介绍几种在不同情况下的熵方程。 1、闭口系的熵方程
在闭口系中根据热力学第二定律有关系式：dS?不等号表示不可逆过程。
在不可逆过程中，熵变大于 即： ?Sg?dS-其中
?QTr，其中等号表示可逆过程，
?QTr，其差值为不可逆熵产?Sg
?QTr?0 或 dS??Sg??QTr
?QTr系统与外界之间的换热。
由热流引起的那部分熵变称为热熵流，简称熵流（闭口系只有热熵流），用?Sf,Q表示，?Sf,Q可正可负，或为零，视系统是吸热、放热或绝热而定。
? dS??Sg??Sf,Q （5-25）或 ?S1?2?Sg?Sf,Q （5-25a）
式（5-25）及（5-25a）即为闭口系统的熵方程。它表明：控制质量体系的熵变等于熵流及熵产之和。 2、开口系统的熵方程
在右图所示的一个孤立系中，有质量?mi流入系统，其比熵为si，由质量为?me流出系统，其比熵为se，其中工质从热源吸热?Q，对外作功为?W，而储存在系统内的熵增为dSCV。
所以，控制体积、热源、物质源共同组成了一孤立系统，此系统中的熵变包括体积的熵变dSCV，热源的熵变
?QTr即物质流熵变se?me?si?mi。
? 孤立系的熵变等于熵产，故有：
dSiso??Sg?dScv??QTr?se?me?si?mi
又 ? 系统的吸热量Q与热源的放热量Qr数值相同，方向相反，即Q = -Qr，所以
dScv??Sg??QTr?si?mi?se?me （5-26）
式（5-26）为开口系统熵方程的一般形式，表明：开口系中，控制体积的熵变等于熵流及熵产之和。而开口系的熵流包括热量熵流?Sf,Q（?（?si?mi?se?me），后者因物质迁移引起。
在??时间内有： ?SCV???????QTr）及质量熵流?Sf,m?QTr????????si?mi???????se?me?Sg （5-26a）
注：1）熵产Sg不是状态参数，它与过程的不可逆程度有关，所以熵产Sg是一过程量。
2）熵流Sf也是一过程量。
3）在同样的初、终态条件下，工质经历不同过程是有不同的熵产Sg及不同的熵流Sf，但其总和Sg+Sf确总相同，即熵变相同。
4）无论是开口系或闭口系，参数熵总是状态量。
3、稳定流动系统
（1）当稳定流动时，系统中熵增dSCV?0，且?mi??me??m，
? (se?si)?m?Sg?Sf,Q （5-27）
对于1kg工质而言：
se?si?sg?sf,Q （5-27a） （2）绝热稳定流动系统
Sf,Q?0 ? se?si?sg
综合以上三种系统中熵方程，可得出：
熵方程是以等式表示的孤立系熵增原理的数学式。
例5：两个容器通过阀门可以连通。初态时，在容积为3m的容器中，空气压力为0.8MPa，温度为17C，而容积为1m的容器为真空，阀门打开后，空气由A流入B，当量容器内压力相等时关闭阀门。若整个过程中两容器均为绝热，试计算连通过程中的熵产。设过程中k?1.4，
o33Rg?287.1(J/K?kg)
解：连通容器A中的质量：
mA?pA1VA800?3??28.83(kg) RTA10.2871?290根据能量方程（以整体为研究对象） ?Q??U?Wi
又 ? 绝热 ?Q?0 Wi?0 ? ?U?0
? 有： mcvTA1?mAcvTA2?mBcvTB2 （系统绝热，流通前的能量应等于流通后的能量）
等号两边同时乘以
R，并根据理想气体状态方程有： cv pA1VA?p2(VA?VB)
?
p2?VA3pA1??0.8?0.6(MPa)
VA?VB4p2(k?1)k ?TA1()p10.60.41.4)?267.1(K) 0.8在连通过程中，容器A的剩余气体经历了一个可逆绝热（定熵）过程， ? 有： TA2?(又? k?1.4 ? TA2?290mA?p2VA2600?3??23.47(kg) RTA20.2871?267.1p2VB600?1??390(K) RmB0.2871?5.36mB?m?mA?28.83?23.47?5.36(kg)
TB?对整体（A+B）写出的熵方程为：
?S?(?S)Q?(?S)W?(?S)M?Sg
? (?S)Q?(?S)W?(?S)M?0
Sg??S?mA(cplnTA2pTp?RglnA2)?mB(cplnB2?RglnB2)TA1pA1TA1pA1267.10.63900.6?0.2871?ln)?5.36?(1.004?ln?0.2871?ln) 2900.82900.8? ?23.47?(1.004?ln?2.037(KJ/K)
§5－7 用参数的基本概念、热量用
1、能量的可转换性、用和无
热力学第一定律把各种不同形式的能量的数量联系了起来，说明不同形式的能量可以相互转换，且在转换中数量守恒。热力学第二定律进一步指出，不同形式能量的品质是不相同的，表现为转换成功的能力不同，即各类形态能量相互转换是具有明显的方向性，如机械能、电能等可全部转化为热能，理论上转换效率近100%。这类可无限转换的能量称为用（exergy），机械能全部为用。因而，习惯上讲“有用功”作为“可无限转换的能量”的同义词。但是，反方向的热能转换为机械能、电能等，却不可能全部转换，转换能力受到热力学第二定律的制约。所以，从技术使用和经济价值角度，前者品位（质量）更高，更为宝贵。
同时热量本身也有质量的差别。在高于（或低于）环境温度的物体提供的热量中，部分可转换为机械能。以其为高温热源、环境为低温热源，通过可逆机作为有用功（循环净功），这是技术上可以实现的可转换的最大量。这类热机属可有限转换能量。当供热体温度越高，热量质量也越高。
地球表面的大气、海水、河水是一个温度基本恒定的大热库，有着巨量的热能（热力学能），由于单一热源提供的热量不能连续作功的，因而由它们提供的热量无法转变为机械能，是不可转换能量，从动力的观点成其为废物，或者叫作无（anergy）。
